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Programme de mathématiques MP, MPI

Intégration sur un intervalle quelconque

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119 exercices
Texte officiel du programme

L’objectif de cette section est triple :

  • définir, dans le cadre restreint des fonctions continues par morceaux, les notions d’intégrale convergente et d’intégrabilité sur un intervalle non compact ;
  • donner des outils efficaces de passage à la limite sous l’intégrale, en particulier le théorème de convergence dominée ;
  • compléter l’étude des séries de fonctions par celle des intégrales à paramètre.

La technique n’est pas un but en soi. On privilégie donc les exemples significatifs : transformées intégrales (Fourier, Laplace), intégrales eulériennes...

On évite tout excès de rigueur dans la rédaction. Ainsi, dans les calculs concrets mettant en jeu l’intégration par parties ou le changement de variable, on n’impose pas de rappeler les hypothèses de régularité des énoncés. De même, dans l’application des théorèmes de passage à la limite sous l’intégrale ou de régularité des intégrales à paramètre, on se limite à la vérification des hypothèses cruciales, sans insister sur la continuité par morceaux en la variable d’intégration.

Les fonctions sont à valeurs dans $\mathbb{K}$, corps des nombres réels ou des nombres complexes.

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4309

Soit \(f : {\R^+} \to {\R^+}\) de classe \(\mathcal{C}^1\), intégrable.

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4310

Établir la convergence et calculer la valeur de ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4311

Soit \(f\) de classe \(\mathcal{C}^2\) sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4312

Donnez un équivalent pour \(x\to+\infty\) de ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4317

Établir la convergence et calculer la somme de \(\sum_{n=1}^\infty (-1)^n \int_0^{+\infty} \frac{dt}{(1+t^3)^n}\). ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4318

Prouver l’existence pour \(x > 0\) de ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4320

Donner un équivalent pour \(x\to+\infty\) de ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4322

Soit \(f : {[a,b]} \to {\R^+}\) continue. On pose ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4330

Soit \(f : {[0,1]} \to \R\) continue. Déterminer ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4331

Soit \(x\in{[0,n]}\). Montrer que \((1-x/n)^n \le e^{-x}\). En déduire ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4335

Soit \(f : {[a,b]} \to {\R^+}\) continue atteignant son maximum en un unique point ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4338

Soient \(f,g\in\mathcal{C}([0,+\infty[,\R)\). On pose ...

L2 Analyse Intégration

exo7 4341

Soit \(I(\alpha) = \int_{x=0}^{+\infty} \frac{x^{\alpha-1}}{1+x}\,d x\). Montrer que ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4344

On considère les fonctions définies par : \(f(x) = \left({ \int_{t=0}^x e^{-t^2}\,d t}\right)^2\) et ...

L2 Analyse Intégration

exo7 4347

On pose, pour \(x\) réel, ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4353

Soit \(I(\alpha) = \int_{x=0}^{+\infty} \frac{\sin\alpha x}{e^x-1}\,d x\).

L2 Analyse Intégration

exo7 4357

Soient \(J(x) = \int_{t=0}^{\pi/2}\frac{d t}{\sqrt{\sin^2t + x^2\cos^2t}}\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4358

Soit \(f : {[0,+\infty[} \to \R\) continue telle que ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4360

On pose pour \(n\ge2\) \(u_n= \int_{x=0}^{+\infty} \frac1{1+x^n}\, d x\). Montrer ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4362

On considère \(f(x)= \int_{t=0}^{+\infty}\frac{d t}{t^x(1+t)}\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4364

Existence et continuité de ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4365

Développer, pour tout \(x>0\), ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4368

Soit \(\alpha>0\).

L2 Analyse Intégration

exo7 4370

Montrer, pour \(x>1\) : ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4371

Soit \(f\) : \(x \mapsto \int_{t=0}^{+\infty}\frac{d t}{t^{x+1}+t+1}\). Détermin ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4373

Soit \((a_n)_{n\in\N}\) la suite définie par \(a_0=1\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4374

Soit \(u_n(t)\) le terme général d’une série : \(u_n(t)= t^{n-1}\sin(nx)\) avec ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4375

Soit \(f\) continue par morceaux définie sur \(\R\), à valeurs dans ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4379

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4385

Calculer \(\iiint_D \frac{d x\,d y\,d z}{(1+x^2z^2)(1+y^2z^2)}\) avec ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 4480

Montrer qu’il existe \(C\in\R\) tel que ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4506

Déterminer la limite simple des fonctions \(f_n : x \mapsto \frac{x^ne^{-x}}{n!}\) sur ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4539

Montrer, pour \(x > 0\) : ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4596

Soit \((c_n)\) le produit de Cauchy de la suite \((a_n)\) par la suite ...

L2 Analyse Série entière

exo7 4610

Montrer que pour \(x \in {]-1,1[}\) : ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4620

Soit \(D\) le disque ouvert de \(\C\) de centre  ...

L2 Analyse Série de Fourier

exo7 4657

Soit \(f : \R \to \C\) de classe \(\mathcal{C}^1\). On suppose qu’il existe ...

L2 Analyse Série de Fourier solution

exo7 4667

Soit \(f\) à valeurs réelles, de classe \(\mathcal{C}^{2}\), ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5713

Etudier l’existence des intégrales suivantes

1) (** ...
L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5714

Etudier l’existence des intégrales suivantes.

1) (* ...
L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5715

(Hors programme) Etudier la convergence des intégrales impropres suivantes :

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5716

Existence et calcul de :

1) (** I) ...
L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5718

En utilisant un développement de \(\frac{1}{1-t}\), calculer ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5719

Calculer \(\int_{0}^{1}\frac{t-1}{\ln t}\;dt\) (en écrivant ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5720

1) (** I) Trouver un équivalent simple quand \(x\) tend vers ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5722

(Hors programme) Convergence et calcul de \(\int_{1}^{+\infty}\frac{(-1)^{E(x)}}{x}\;dx\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5723

Soit \(f\) définie, continue, positive et décroissante sur \([1,+\infty[\), intég ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5724

Soit \(f\) de classe \(C^1\) sur \(\Rr^+\) à val ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5725

Soit \(f\) de classe \(C^2\) sur \(\Rr\) à valeu ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5727

Pour \(n\in\Nn^*\), on pose ...